2021-2022学年河北省秦皇岛市第一中学高二下学期期末考试物理试题含答案

秦皇岛市第一中学2021-2022学年高二下学期期末考试

物理试卷

一、单项选择题（本题有8小题，每题4分，共32分。每小题只有一个正确答案）

1. 关于分子热运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 扩散现象说明了物质分子做无规则运动

B. 扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动

C. 布朗运动是指液体或气体分子所做的永不停息的无规则热运动

D. 相同温度的氧气和氢气，氧气分子和氢气分子的平均速率相同

【答案】A

2. 2021年8月3日，东京奥运会体操女子平衡木单项决赛结束，中国选手管晨辰、唐茜靖包揽金、银牌。比赛中，体操运动员站在水平的平衡木上处于静态平衡状态，如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A. 平衡木对人的支持力大小等于人对平衡木的压力大小

B. 平衡木对人的支持力和人对平衡木的压力是一对平衡力

C. 平衡木对人有摩擦力

D. 人受到支持力是因为脚底发生了形变

【答案】A

3. 德国物理学家P·勒纳德、英国物理学家J·J·汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光a和b照射同一种金属，光电流与电压的关系如图乙所示，Is为饱和光电流，Uc为遏止电压的大小。下列说法正确的是（　　）

A. 截止频率与入射光的频率有关

B. a光的频率小于b光的频率

C. 若仅增加a光的光强，饱和光电流将增大

D. 若仅增加a光的光强，则遏止电压Uc1将增加

【答案】C

4. 如图所示，竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端固定小球（可以看成质点），轻绳的一端悬于P点，另一端与小球相连。已知轻质杆长度为R，轻绳的长度为L，且R<L<2R。A、B是墙上两点，且OA=OB=R。现将轻绳的上端点P沿墙壁缓慢下移至A点， 此过程中轻绳对小球的拉力F1及轻质杆对小球的支持力F2的大小变化情况为（　　）

A. F1和F2均增大 B. F1保持不变，F2先增大后减小

C. F1和F2均减小 D. F1先减小后增大，F2保持不变

【答案】A

5. 高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，若动车每节车厢长为l，动车进站时做匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t，动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口（2号车厢最前端），如图所示，则（　　）

A. 动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，经历的时间为t

B. 动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，平均速度为

C. 1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为

D. 动车的加速度大小为

【答案】C

6. 如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上一木块受到与斜面底边平行的力F的作用，当力F逐渐增大时，木块所受的摩擦力f和力F的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中f1、f2、F1均为已知量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 木块的质量可表示为

B. 木块与斜面间的动摩擦因数可表示为

C. F小于F1时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上

D. F大于F1后木块做曲线运动

【答案】D

7. 一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行，第1s内的位移为8m，第3s内的位移为0.5m，则物块运动过程中的加速度大小为（  ）

A. 3.75m/s2 B. 4m/s2 C. 7.5m/s2 D. 8m/s2

【答案】B

8. 如图所示，质量为的物块A静置于水平台面上，质量为的半球体C静置于水平地面上，质量为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，P点为三根轻绳PA、PB、PO的结点。系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方，PO竖直，PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角。已知物块A与台面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，则（　　）

A. 绳的拉力大小为

B. 受到的摩擦力大小为

C. 受到的摩擦力大小为

D. 地面对的支持力大小为

【答案】B

二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，选不全得2分，错选和多选不得分）

9. 如图所示，在桌面上方有三个金属小球、、，它们离桌面的高度：：=3∶2∶1，若按先后顺序释放三个小球，、、刚好同时到达桌面，若不计小球受到的空气阻力，则（　　）

A. 三者到达桌面时速度之比为：：1

B. 三者运动的时间之比为3∶2∶1

C. 与开始下落的时间差小于与开始下落的时间差

D. 与开始下落的时间差大于与开始下落的时间差

【答案】AC

10. 2021年12月20日，我国宣布：全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：，其中能不稳定，衰变的半衰期为，下列说法正确的是（　　）

A. 反应产物的中子数为50

B. 的原子核，经过剩下开始时的

C. 反应产物的比结合能比的比结合能大

D. 上述核反应也称热核反应，由于质量亏损而释放出能量

【答案】BC

11. 甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发在泳池里训练，甲、乙的速度—时间图像分别如图（a）、（b）所示，不计转向的时间，两人的运动可视为质点的直线运动。则（　　）

A. 游泳池长

B. 两人经过共相遇了3次

C. 两人经过共相遇了4次

D. 甲乙在时各自回到自己出发点

【答案】AB

12. 如图所示，截面为梯形的平台放在粗糙水平地面上，左边斜面倾角，右边斜面光滑，倾角，滑块a和滑块b通过轻绳和轻弹簧跨过两个等高的轻质滑轮相连，静止时滑块a恰好不上滑，连接两滑块的轻绳均与相应的斜面平行。已知滑块a的质量为，滑块b的质量为，平台的质量为，轻弹簧的劲度系数为，取重力加速度，，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　）

A. 轻弹簧的伸长量为

B. 滑块a与斜面间的动摩擦因数为

C. 剪断轻弹簧瞬间，水平地面对平台的支持力小于

D. 剪断轻弹簧瞬间，水平地面对平台的摩擦力为零

【答案】ABC

三、实验题（每空2分，共16分）

13. 甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点，下端用细线挂一重物Q，弹簧测力计b的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。

（1）图中弹簧测力计a的示数为___________ N。

（2）下列不必要的实验要求是___________ 请填写选项前对应的字母。

A．弹簧测力计应在使用前校零

B．拉线方向应与木板平面平行

C．改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置

（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到点，两弹簧测力计读数分别为和，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到点时读数为，通过作图法验证平行四边形定则时，图中符合实际情况的是_____ 。

【答案】    ①. 5.80    ②. C    ③. C

14. 在研究小车做匀变速直线运动的实验中，使用了图1所示的装置：

（1）在该实验中，下列做法正确的是_______。

A.先使小车运动，再接通电源B.该实验需要平衡摩擦力

C.打点计时器可以使用6V的直流学生电源

D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

（2）己知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，如图2所示是“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中电磁打点计时器打出的纸带，图中0、1、2、3、4、5、6是按时间先后顺序标出的计数点，用刻度尺测得：x1=2.70cm，x2=3.20cm，x3=3.68cm，x4=4.18cm，x5=4.69cm，x6=5.17cm。那么：（计算结果保留三位有效数字）

①在计时器打出点2时，小车的速度大小为v2=________m/s；

②小车的加速度大小为a=________m/s2。

（3）若打点计时器实际工作频率偏大，则根据表达式和题中数据计算出v2的结果比实际值________（填“相等”“偏大”或“偏小”）。

（4）若打点计时器额定电压为220V，而实际使用的电源电压为225V，则（2）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会_________（填“偏大”“偏小”或“没有影响”）。

【答案】    ①. D    ②. 0.860    ③. 3.10    ④. 偏小    ⑤. 没有影响

四、计算题（18题10分，19题12分，20题14分，共36分）

15. 据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍，开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆汽车在平直公路上以某一速度行驶时，司机低头看手机3s，相当于盲开60m，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下时汽车所行驶的距离）至少是20m。根据以上提供的信息

（1）求汽车行驶的速度大小和刹车的最大加速度大小；

（2）若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时，前方150m处道路塌方，该车司机低头看手机3s后才发现危险，已知司机的反应时间为0.6s，刹车的加速度与（1）问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。

【答案】（1）20m/s，10m/s2；（2）会发生交通事故

（1）根据题意知，低头看3s手机相当于盲开60m，由此可以知道，汽车运动的速度大小为

v==20m/s

设汽车刹车的最大加速度大小为a，把刹车过程看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动，由v2=2ax得

（2）在高速公路上汽车的速度为

v′=108km/h=30m/s

司机看手机时，汽车发生的位移为

x1=v′t=30×3m=90m

反应时间内发生的位移为

x2=v′Δt=30×0.6m=18m

刹车后汽车发生的位移为

所以汽车前进的距离为

x=x1＋x2＋x3=153m>150m

所以会发生交通事故。

16. 如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，活塞横截面积为S，质量为m，活塞与汽缸之间无摩擦。汽缸内密封有一定质量的理想气体，气体温度为T，气柱高度为h，汽缸内距缸底处有固定的卡环（卡环大小忽略不计）。已知大气压为，重力加速度为g。现缓慢降温使得活塞恰好与卡环接触。

（1）求此时缸内气体温度；

（2）若该降温过程气体放出热量为Q，求缸内气体内能变化量；

（3）若活塞恰好与卡环接触后，汽缸开始出现缓慢漏气现象，直到不再漏气止，此过程环境温度保持不变，求汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

（1）缓慢降温使得活塞恰好与卡环接触，此过程缸内气体经历等压变化，根据盖—吕萨克定律有

解得

（2）该过程缸内气体的压强为

外界对气体做功为

根据热力学第一定律可得

（3）当不再漏气时，缸内气体的压强降至大气压强p0，假设漏气前缸内气体等温膨胀至压强为p0时体积为V0，根据玻意耳定律有

解得

汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为

17. 如图甲所示，一块长度为L=2m、质量为M=0.4kg的长木板静止放置在粗糙水平地面上．另有一质量为的小铅块（可看做质点），以的水平初速度向右冲上木板．已知铅块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取．

(1)铅块刚冲上木板时，求铅块与木板的加速度a1、a2；

(2)当铅块以冲上木板，计算铅块从木板右端脱离时，铅块与木板的速度大小v1、v2；

(3)若将六个相同的长木板并排放在地面上，如图乙所示，铅块以满足的初速度冲上木板，其它条件不变．确定铅块最终停在哪一块木块上并求出其停在该木块上的位置离该木块最左端的距离（计算结果用分数表示）．

【答案】(1)m/s2，水平向左；，水平向右；(2)，；(3)。

（1）对铅块，根据牛顿第二定律有：

得：a1=3m/s2，水平向左

 对木板，根据牛顿第二定律有：

得a2=1.5m/s2，水平向右

（2）当铅块以v0=4m/s冲上木板，假设铅块从木板右端冲出的时间为t，则有：

得：t=s（t=1s(舍去) 

所以

v1=v0-a1t=m/s

v2=a2t=m/s

（3）因为

铅块滑上第5块前，所有木块对地静止，滑上第5块瞬间，第5、6块开始运动：

对铅块，根据牛顿第二定律有：

，

得a1=3m/s2   

对第5、6块木块，根据牛顿第二定律有：

得a56=m/s2

铅块冲上第7块瞬间速度为v1，则有：

v02-v12=2a1∙4L

得v1 =m/s

设在第5块木板上时间为t5，则有：

解得：t5=1s

此时铅块速度

m/s

木板速度

m/s

再继续滑上第6个木板；对第6块木板，根据牛顿第二定律有：

得a6=1.5m/s2

假设滑上第6个木板至共速时间t6，则的：

解得：，m/s

最后距离第6块木板左端的距离：

m